由于過渡金屬外層電子的多樣性,其氧化物具有豐富的物理性質(zhì),廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、催化、傳感器、磁存儲、發(fā)光材料、太陽能、燃料電池、鋰電池、超級電容器、生物傳感、無機(jī)顏料、熱電以及超導(dǎo)等領(lǐng)域。特別是在超導(dǎo)領(lǐng)域中,過渡金屬氧化物涌現(xiàn)出了種類繁多的超導(dǎo)體系和奇特的超導(dǎo)性質(zhì),對超導(dǎo)研究起到了至關(guān)重要的推動作用。其中以鈦元素為基礎(chǔ)形成的鈦基氧化物超導(dǎo)體尤為突出,例如首次發(fā)現(xiàn)的氧化物超導(dǎo)體以及首次發(fā)現(xiàn)的界面超導(dǎo)體都是鈦基氧化物。最近,鈦基氧化物中的氧化鈦超導(dǎo)體吸引了研究人員的目光,包括TiO、Ti2O3、γ-Ti3O5和Ti4O7,這種氧含量變化范圍如此大的超導(dǎo)體值得更深入的研究。并且,只由鈦和氧元素構(gòu)成的氧化鈦超導(dǎo)體排除了其它元素的干擾,更有利于從本質(zhì)上理解鈦基氧化物超導(dǎo)體系的各類現(xiàn)象和機(jī)理。本論文以氧化鈦超導(dǎo)體為研究對象,對其超導(dǎo)性質(zhì)和超導(dǎo)現(xiàn)象進(jìn)行了深入的研究。在第一章中,我們重點(diǎn)介紹了氧化鈦超導(dǎo)體的種類和物理性質(zhì),分析了超導(dǎo)與鐵磁的相互作用以及超導(dǎo)體中的量子相變,最后概述了激光誘導(dǎo)橫向電壓的發(fā)展歷程和應(yīng)用價值。在第二章中,我們通過脈沖激光沉積技術(shù),采用金屬鈦靶在α-Al2O3（0001）單晶襯底... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２氧化鈦體系的相圖

卜〇，Ｗ?ｆ＾．０?ＴｉＯ，?〇．５０’?／？？？？￥?ｉ??＾Ｃ．６－?ｉ?Ｉ?ｊ?！?．?＼??Ｓ?ｆ?ｆ?／－?ｇ?＿?／?＼??ｌ?？?ｉ?Ｉ?？?＾?０．１０?？：?；??ｉ?ｔ?ｆ?ｆ?．?／?１?ｉ??Ｓ〇，－?；?／?ｉ?Ｉ?°－０５－?＾?－?Ｉ??＾．．?０：４?＾?〇，￣＾—ｄ?，丨?Ｉ??ＴＥＭＰＥＳＡＴ＾Ｅ?ＣＫ）?ＵＡｊｌ?〇．ｇ?〇．９￣〇）?１．１?１．２??Ｏｘｙｇｅｎ／Ｔｉｔａｎｉｕｍ?Ｒａｔｉｏ??圖１．３巖鹽結(jié)構(gòu)ＴｉＯ的結(jié)構(gòu)和電輸運(yùn)性質(zhì)隨氧含量的變化關(guān)系。（ａ）晶格常數(shù)隨氧含量的變??化；（ｂ）不同氧含量ＴｉＯ的電阻率隨溫度的變化曲線；（ｃ）不同氧含量ＴｉＯ的磁化曲線隨溫度??的變化曲線；（ｄ）超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度７；隨氧含量的變化。圖片取自［５］。??隨著材料制備技術(shù)的發(fā)展，最近Ｆ．?Ｑ．?Ｈｕａｎｇ等人［２５］制備出了超導(dǎo)電性增強(qiáng)??的ＴｉＯ塊材。他們開發(fā)了一種新的固態(tài)化學(xué)方法，把ＫＣ１０４和Ｔｉ粉末按照１：１??的摩爾比封裝在一個真空密封的石英管中，然后在溫度１２７３?Ｋ下進(jìn)行燒結(jié)，高??純ＫＣ１０４分解提供氧氣供Ｔｉ反應(yīng)生成ＴｉＯ和ＫＣ１。然后對得到的ＴｉＯ樣品進(jìn)行??結(jié)構(gòu)、磁性和電學(xué)表征，如圖１．４所示。圖１．４（ａ）展示了?ＴｉＯ粉末樣品的Ｘ射線??衍射（ＸＲＤ）圖譜，圖譜顯示有５個和ＴｉＯ標(biāo)準(zhǔn)卡片ＪＣＰＤＳ?Ｎｏ．?８９－３６６０相近的主??峰，并通過主峰的角度利用布拉格衍射公式算出晶胞參數(shù)為４．２２８?Ａ。圖１．４（ａ）的??插圖是立方巖鹽結(jié)構(gòu)ＴｉＯ的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，紅色小球?yàn)椹栐�，粉色大球�(yàn)??Ｔｉ原子，通過熱重量分析得到〇

第一章氧化鈦超導(dǎo)體系以及相關(guān)的物理現(xiàn)象??（ｒｃ，ｃｍＳｅ〇約為５．５?Ｋ，且根據(jù)零場冷曲線在２?Ｋ時的磁化率估計(jì)樣品的超導(dǎo)體積分??數(shù)約為８８?％；?（ｃ）圖顯示了溫度２?Ｋ下明顯的第二類超導(dǎo)體的抗磁曲線，并且樣??品的下臨界場（／／ｃｌ）為１８０?Ｏｅ。圖１．４（ｄ）是零磁場下樣品電阻率隨溫度從２?Ｋ到??３００?Ｋ的變化曲線，可以看到在５．５?Ｋ左右有一個明顯的電阻率轉(zhuǎn)變，當(dāng)達(dá)到零??電阻率時溫度為２．８Ｋ，與磁化曲線的結(jié)果一致。圖１．４（ｄ）的插圖是外加０Ｔ到２??Ｔ的磁場下樣品電阻率和溫度的關(guān)系曲線。隨著磁場的增加，尺逐漸變小，當(dāng)超??過１．５?Ｔ時，樣品超導(dǎo)轉(zhuǎn)變完全消失變?yōu)檎B(tài)。根據(jù)曲線可以得到樣品上臨界??場（風(fēng)２）與溫度的關(guān)系，通過Ｗｅｒｔｈａｍｅｒ－Ｈｅｌｆａｎｄ－Ｈｏｈｅｎｂｅｒｇ（ＷＨＨ）理論［２６］外推出??溫度為０?Ｋ時上臨界場／／ｅ２（０）為８．５８?Ｔ。??⑷?Ｉ?（ｂ、］????Ｉ?ＰＩ＞Ｆ：?＃８９－３６６０?．?，??－ＺＳＬ?＾?ＺＦＣ??４?ｒ?？？?？?ＦＣ??Ｊ?＝?ｔ?￣?？??１?一?５?？?｜?Ｉ?／?５〇ｅ??＇?ｐ：Ｓ：?．?｜?＾?／????１，１?．?，１，?，?Ｊ１１．，．?１，?－?Ｊ?，，，，，，，，，??Ｉｆｔ?２（１?３０?４０?５０?Ｗ？?７８?８０?３６?３８?２?３?４?Ｓ?＜？?７?８?９?！０?Ｈ??，、?２Ｔｈｅｔ？?（ｄｅｇ．）?Ｔ?（Ｋ）??（ｃ）２＇＂Ｔ５ｔ—１?１?（ｄ）???１??：．：．ｇ＇?－ｓ＇?：??ｉｌ：?：?ｒ－?＊?ｊ?＊?＞：．＇－ｖ??ｉ＾＾?ｒ?ｉ－

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二維晶體中的高溫超導(dǎo)與量子格里菲斯奇異性[J]. 葉樹森,李佳宸,王健.  中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2018(08)



本文編號：3331330